[發明專利]旋轉變壓器位置解碼誤差補償方法及系統

在審

• 申請號: 201711478718.1
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108199637A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 馬世賢
• 申請（專利權）人: 深圳市匯川技術股份有限公司
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

本發明提供了一種旋轉變壓器位置解碼誤差補償方法及系統，所述方法包括以下步驟：在無位置傳感器控制方式下使電機以設定速度勻速運行；根據所述旋轉變壓器的輸出獲得多個解碼位置并使用位置估計算法獲取多個對應的轉子位置角估計值；建立校準表，所述校準表包括多個校準記錄，且每一所述校準記錄包括解碼位置及對應的校準值，所述校準值為使用所述位置估計算法獲得的轉子位置角估計值。本發明通過在無位置傳感器控制方式下建立校準表，并通過該校準表校準旋轉變壓器的解碼靜態誤差，從而提升了電機測速的穩定性。

技術領域

本發明涉及永磁同步電機控制領域，更具體地說，涉及一種旋轉變壓器位置解碼誤差補償方法及系統。

背景技術

在注塑機、汽車電子等行業，通常采用永磁同步電機(permanent magnetsynchronous motor，PMSM)作為動力執行單元。永磁同步電機的控制方式一般是閉環矢量控制，而矢量控制的核心就是轉子位置。在永磁同步電機中，轉子位置通常由編碼器獲取。

編碼器的類型很多，其中旋轉變壓器具有穩定性高、抗震能力強、耐高溫等優點，目前已被廣泛應用。旋轉變壓器的輸出信號為正交的正弦(SIN)和余弦(COS)電壓信號，該兩路輸出信號通過解碼芯片解碼，轉化為絕對位置信息。目前常用的解碼芯片有亞德諾半導體公司(ADI公司)提供的ADS1205 芯片、德州儀器公司提供的PGA411芯片等，這些解碼芯片的解碼精度一般為 4096/圈。

由于上述旋轉變壓器的解碼芯片的解碼精度相對較低，根據解碼位置變化率計算出的電機轉速波動較大，尤其在低速區域，對系統控制影響較大。另外，由于旋轉變壓器輸出的正弦和余弦電壓信號幅值偏差(增益誤差)、正弦和余弦電壓信號的直流偏置偏差等因素的存在，導致解碼獲得的位置信息還存在靜態誤差，這加劇了測速波動，在需要較高速度環響應的場合，很容易引起速度環振蕩。

為解決位置信息的靜態誤差，必須對解碼位置進行校準。位置校準最理想的方法是使用安裝了高精度編碼器的對拖平臺進行，即采用硬件解碼位置校準。但在實際應用中，驅動器和電機并不一一匹配，例如驅動器可能會帶動不同品牌或型號的電機，由于不同的編碼器、不同的解碼芯片對應的校準信息都不同，因此對拖校準方案的實用性較低。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對上述旋轉變壓器解碼精度相對較低的問題，提供一種旋轉變壓器位置解碼誤差補償方法及系統。

本發明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種旋轉變壓器位置解碼誤差補償方法，包括以下步驟：

在無位置傳感器控制方式下使電機以設定速度勻速運行；

根據所述旋轉變壓器的輸出獲得多個解碼位置并使用位置估計算法獲取多個對應的轉子位置角估計值；

建立校準表，所述校準表包括多個校準記錄，且每一所述校準記錄包括解碼位置及對應的校準值，所述校準值為使用所述位置估計算法獲得的轉子位置角估計值。

在本發明所述的旋轉變壓器位置解碼誤差補償方法中，所述位置估計算法為模型參考自適應法、滑模觀測器法、擴展卡爾曼濾波器法或有效磁鏈估計法。

在本發明所述的旋轉變壓器位置解碼誤差補償方法中，所述位置估計算法為滑模觀測器法，且所述轉子位置角估計值滿足以下計算式：

其中N為電機定子輸出電流的電流環的計數值，n為電機轉速，M為所述旋轉變壓器解碼芯片的解碼精度，Tcur為電流環的調度周期，a為時間系數。

在本發明所述的旋轉變壓器位置解碼誤差補償方法中，所述校驗記錄中，所述校準值為同一解碼位置處多個轉子位置角估計值的平均值。

在本發明所述的旋轉變壓器位置解碼誤差補償方法中，所述設定速度為電機額定轉速的30％～50％。